Преобразователь напряжения с 12 на 220 характеристики

Инверторный преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт

Инвертор, или преобразователь, с 12 на 220 В — аппарат для трансформации постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Чаще представляет собой генератор сигналов напряжения, по форме близких к синусоиде или разделенному импульсу. Прибор применяется как отдельное устройство, так в комплексе источников и систем бесперебойной подачи потребителям электроэнергии.

Способы применения

Особенно широко преобразователи тока с 12 на 220 В применяются в местах, где отсутствует снабжение электроэнергией. От любого автомобильного аккумулятора можно сделать 220 В для обеспечения подачи электричества в загородный дом.

Следует помнить, что инверторы напряжения из 12 В в 220 В преобразуют форму электрического тока, которая ограничивает его использование. То есть не все электрические приборы способны воспринимать напряжение, подающееся графически почти по прямоугольной форме. Конструктивно инверторы бывают:

Если рассматривать выходную мощность, то автомобильные АКБ максимально выдают 500 Вт, а стационарные — до 10 тыс. Вт. Если при выезде за город на отдых или дачный участок необходимо в вечернее время осветить помещение или место ночевки, то самый простой способ заключается в подсоединении к преобразователю светодиодного светильника.

Расход энергии автомобильного аккумулятора — очень невыгодный процесс, так как с увеличением нагрузки уменьшается коэффициент полезного действия батареи.

Стационарные преобразователи напряжения 12—220 вольт в основном применяются для трансформирования электрической энергии солнечных батарей и ветряных конструкций. Мобильные инверторные преобразователи подключаются к сети от 12 до 50 В и считаются неприхотливыми в выборе источника питания. Для обслуживания автомобилей это устройство представляет собой зарядное устройство с розеткой.

Технические характеристики

Все электропреобразователи на выходе выдают стандартную частоту 50 Гц и напряжение 220 В. Эти выходные данные соответствуют требованиям домашнего электричества и совместимы со всеми потребителями. К основным параметрам относятся:

номинальная мощность;
КПД;
активная или пассивная система охлаждения;
потребление электроэнергии на холостом ходу;
величина максимального тока потребления на входе;
напряжение питания;
устройства защиты от короткого замыкания и перегрева оборудования.

Старые конструкции инверторов представляют собой трансформаторы тока, а современные модели собраны на импульсных контроллерах, обеспечивающих высокий КПД приборов. Иногда это значение достигает 95%, а оставшиеся 5% рассеиваются самим аппаратом, за счет чего происходит его нагрев.

В зависимости от модели инвертора 12—220 вольт, потребители на выходе получают прямоугольную синусоиду напряжения или в более дорогих конструкциях она соответствует стандартному значению. Некоторые приборы, обладающие большой пусковой мощностью, невозможно запустить от преобразователя.

Для этого необходимо применять переходники, состоящие из конденсаторов, которые могут обеспечить достаточный пусковой ток. Иногда просто необходимо ограничить применение некоторого электрического оборудования.

Полезные свойства аппаратов

Часто инверторы из 12 В в 220 В обеспечивают предохранение или ослабление функционирования информационных систем от качества сетей переменного тока. Если внезапно произойдет отключение электроэнергии, то с помощью запасной батареи и выпрямителя восстановится резервное питание и можно прекратить работу компьютера без потери необходимых данных.

В сложных и ответственных конструкциях эти устройства функционируют в более длительном и контролируемом режиме. Работа эта осуществляется как отдельно, так и параллельно с основной электрической сетью. Кроме того, инвертор может работать в качестве промежуточного звена в комплексе преобразователей.

Отличительной чертой в этом случае считается наличие высокой частоты напряжения — до 100 кГц. Для эффективной работы дополнительно используются полупроводниковые ключи, магнитные материалы и специальные контроллеры. Чтобы быть удобным для применения, инвертор должен обладать высоким коэффициентом полезного действия, надежностью и иметь компактные габаритные характеристики.

Выходное напряжение обязательно должно соответствовать техническим характеристикам общей сети, особенно это касается Grid-tie инверторов, которые используются для преобразования энергии солнечных батарей, ветровых генераторов и других экологически чистых источников.

Однофазные преобразователи

Отличаются они характеристиками синусоидального выходного напряжения. Более серьезные модели способны выдавать синусоиду, близкую к стандартному напряжению основной сети. Другая группа инверторов выдает график в упрощенной форме, который больше напоминает трапецеидальную форму.

Строение синусоиды напряжения большую роль играет для многих бытовых приборов. Некоторые из них не работают от напряжения, поступающего по упрощенной синусоиде. Она важна для устройств, обладающих:

электродвигателями;
трансформаторами;
телекоммуникационными приборами.

Кроме того, некоторое медицинское оборудование, аудио и видеоаппаратура просто не будут работать при неправильном выходном напряжении. Обычно инверторы работают в трех режимах. При длительном функционировании используется номинальная мощность агрегата.

В краткосрочном режиме перегрузки возможен расход энергии, в 1,5 раза превышающий номинальную мощность. При пусковом режиме происходит моментальная отдача повышенной мощности, которая используется для запуска электрических двигателей и других нагрузок с повышенной емкостью.

Дополнительная защита

Современный инвертор должен обладать защитой от короткого замыкания. В нем устанавливается предохранитель от случайного воздействия на предмет посторонних вмешательств, особенно если это касается детей.

Защита от перегрузки должна срабатывать своевременно, чтобы не произошло перегревания проводки и последующего возгорания. Блок защиты осуществляет предохранение преобразователя от короткого замыкания и большого значения входного напряжения. Для этого существуют индикаторы, которые показывают состояние электрической сети.

Дополнительные датчики и установленные вольтметры помогут выявить соответствующую неисправность. Расположенные на радиаторе охлаждения указатели температуры системы позволят осуществить управление вентилятором, когда показания превысят допустимое значение.

Применение электрических инверторов 12-220. Обзор популярных моделей

Инверторами называют электрические приборы, совмещающие в себе функционал источника бесперебойного питания и стабилизатора напряжения. В зависимости от мощности, они могут обеспечивать питание одного или нескольких потребителей. Наибольшее распространение получили устройства для преобразования постоянного тока 12В в переменный 220В.

Сферы применения

Инверторы используются в различных ситуациях:

В дальних поездках обеспечивают возможность подключения к аккумулятору автомобиля
необходимых приборов (холодильника, электрических инструментов и т.д.).
Преобразование энергии, полученной от альтернативных источников (например, от солнечных батарей).

Резервное энергоснабжение дома на случай неожиданного отключения электричества.
Источник энергии на загородных участках при отсутствии централизованной электрификации и т.д.

Читать еще: Gps трекер в прикуриватель

Для выполнения каждой из этих задач выбирают соответствующие модели преобразователей. Чаще всего инверторы 12/220 используются автомобилистами.

Классификация

Основными критериями классификации этих приборов являются мощность, форма тока и входное напряжение. Выбор конкретной модели зависит от целей, с которыми приобретается устройство.

Для подключения к автомобильному прикуривателю используются простейшие компактные преобразователи небольшой мощности. От них могут получать питание гаджеты с низким потреблением электроэнергии (телефоны, ноутбуки, вентиляторы, фонарики).

Преобразователи для питания приборов мощностью от 150 Вт присоединяют напрямую к клеммам аккумулятора. Чтобы снизить потери КПД, не рекомендуется использовать «крокодильчики», которые входят в комплектацию некоторых моделей. Для стабильного и надёжного подключения больше подойдут медные клеммы с винтовым соединением.

Номинальная и пиковая мощность

При выборе преобразователя следует суммировать мощность всех потребителей, которые будут к нему подключены. К полученному результату прибавляют ещё 20%, так как прибор не сможет долго работать на пределе возможностей. Кроме того, возможны потери вследствие плохого контакта в соединениях или низкого качества кабеля. Также нужно учитывать ёмкость аккумулятора.

Рассчитывать мощность инвертора необходимо по двум характеристикам: номинальной и пиковой. Первая из них определяет нагрузку, под которой прибор может работать длительное время. У бытовых моделей она обычно составляет от 60 до 1000 Вт. Однако существуют модификации, у которых этот показатель превышает 1 кВт. С их помощью можно обустроить мобильную мини-электростанцию. Их целесообразно покупать, например, для подключения электроинструментов.

Пиковая мощность характеризует максимальную нагрузку, которую инвертор может выдержать в течение короткого промежутка времени. Она варьируется в пределах 150 – 10000 Вт. Ток, потребляемый некоторыми электроприборами при начале работы, в несколько раз превышает номинальное значение. Выбирая преобразователь, нужно обязательно обратить внимание на этот момент, иначе подключенное к нему оборудование может не запуститься.

Для бытовых нужд (например, путешествий на автомобиле) обычно бывает достаточно инвертора мощностью до 600 Вт. Этого хватит, чтобы включить холодильник, зарядить телефон, ноутбук или фонарик. Ток нагрузки такого прибора составляет примерно 50 А, что значительно меньше показателей современных автомобильных генераторов.

Форма тока

Важным критерием выбора преобразователя является форма тока, получаемая на выходе. От этого параметра зависит, какие приборы к нему можно подключить.

Существует два вида формы:

Чистая (непрерывная) синусоида. Диаграмма тока представляет собой ровную синусоиду. Такие приборы обеспечивают безопасное подключение любого оборудования. В схему этих устройств входят дорогостоящие комплектующие, поэтому цена на них достаточно высока.
Модифицированная (изменённая) синусоида. Диаграмма тока – ступенчатая. Такие инверторы нельзя использовать для подключения электроинструмента с асинхронными двигателями, компрессоров и приборов, восприимчивых к помехам. Оборудование либо вообще не запустится, либо будет работать в экстремальном режиме, что приводит к снижению КПД и сокращению срока службы. Преобразователи с модифицированной синусоидой подходят для питания ламп, обогревателей, коллекторных двигателей, телефонов, ноутбуков, телевизоров. Повысить качество работы можно за счёт дополнительной установки устройства плавного пуска.

Защита

Инверторы оснащаются различными видами защиты, которые при достижении критических значений отключают прибор или подают звуковой сигнал, при следующих ситуациях:

Слишком высокое или слишком
низкое напряжение на входе.
Короткое замыкание.

Перегрев.
Превышение допустимой нагрузки.
Неправильное подключение.

Чем выше стоимость устройства, тем больше внимания уделяется защитным мерам.

Выходы

Преобразователи могут оснащаться различными типами выходов для подключения потребителей:

Электрическая розетка (обычная, европейского стандарта или универсальная).
Разъём USB.

Специальные разъёмы DC напряжением от 12 до 28 В (к ним подключается автомобильное
оборудование: магнитолы, телевизоры, подогрев сидений и т.д.).

Количество выходов каждого типа зависит от конкретной модели.

Кабель

В комплектацию инвертора входит кабель для подключения. Его длина может достигать 100 м. Это обеспечивает мобильность устройства, однако приводит к дополнительным потерям мощности. Рекомендуется обращать внимание не на длину, а на качество кабеля: он должен иметь достаточно большое сечение и быть гибким.

Материал

Для изготовления корпуса преобразователя могут использоваться разные материалы:

Также существуют комбинированные варианты (алюминий с пластиком и сталь с пластиком).

Алюминиевый корпус лучше других обеспечивает пассивное охлаждение. Изделия из стали обладают повышенной прочностью. Вариант из пластика подходит только для маломощных инверторов.

Стоимость

Наиболее значимое влияние на стоимость преобразователя оказывает его мощность.

Выделяют три основных ценовых сегмента:

Начальный. Сюда входят маломощные устройства (до 200 Вт) для питания мелких приборов. Включаются в прикуриватель. Выдают модифицированную синусоиду. Стоимость – до 1400 руб.
Средний. Инверторы мощностью до 800 Вт с модифицированной синусоидой. Подключаются напрямую к аккумулятору. Стоимость – 1400 – 5000 руб.
Высший. Мощные устройства (до 5 кВт) с модифицированным или чистым синусом. Стоимость – от 5000 руб.

Вывод

Высокая мощность не является приоритетом при выборе инвертора. Основное внимание следует уделить качеству сборки и комплектующих, а также соблюдению правил установки и подключения.

Видео-обзор электрического инвертора Luxeon IPS 2000s 12В на 220В

По каким параметрам следует выбирать автомобильный инвертор 12/220V

Большинство бытовых электроприборов, используемых в России, рассчитаны на переменное напряжение сети электропитания 220 Вольт частотой 50 Герц. Бортовая сеть автомобиля имеет постоянное напряжение величиной около 12 Вольт в зависимости от заряда аккумуляторной батареи.

Иногда в практике эксплуатации автомобиля бытовые электроприборы требуется подключить к бортовой сети авто, например, во время путешествий (электробритва, телевизор и др.), ремонта (паяльник, фен, пылесос, ноутбук), других случаях, когда автомобиль находится в удалении от места розеток питания 220 Вольт. В этом случае очень удобен автомобильный инвертор 12/220V.

Читать еще: Мощный преобразователь напряжения

Основные параметры автомобильных преобразователей напряжения 12/220В

В зависимости от предполагаемого использования, следует обращать внимание на следующие основные параметры таких устройств:

1. Номинальная выходная мощность.

Основной параметр устройства. Выбор величины выходной мощности напрямую зависит от типа предполагаемого подключаемого устройства. Если вам необходимо подключить, например, электробритву мощностью 10 Ватт, то необходимая выходная мощность должна быть не менее 15 Ватт с учетом 50% запаса по мощности. Такие инверторы имеют небольшие размеры и стоимость.

Любой бытовой электроприбор в техописании, паспорте или на информационной наклейке (шильдике) имеет параметр потребляемой мощности. Обычно наиболее популярные электроприборы имеют следующие ориентировочные параметры мощности:

электробритва – до 25 Вт;
паяльник – до 100 Вт;
телевизор LCD – до 200 Вт;
блок питания ноутбука – до 250 Вт;
промышленный фен – до 500 Вт;
электродрель – до 1000 Вт.

Подключать более мощные бытовые устройства, например, электроплитку или утюг мощностью более 1000 Вт, очень проблематично. Во-первых, мощные автомобильные инверторы 12/220V имеют высокую стоимость. Во-вторых, любой преобразователь напряжения имеет коэффициент полезного действия не более 90 – 95%. Следовательно, при выходной мощности 1000 Ватт он будет рассеивать на элементах своей конструкции не менее 100 Ватт, то есть нагреваться. Потребляемый ток такого преобразователя напряжения будет превышать величину

Ток = мощность/(12 Вольт*КПД), то есть около 100 Ампер.

Для его питания понадобится провод аналогичный силовому проводнику стартера. Емкость аккумуляторной батареи он израсходует за полчаса.

2. Пиковая выходная мощность.

Она часто указана на упаковках и в рекламных параметрах автомобильных инверторов 12/220V. Она является характеристикой максимальной кратковременной мощностной нагрузки на преобразователь напряжения, при которой он не выходит из строя. Постоянно работать под такой нагрузкой устройство не сможет: оно перегревается и может выйти из строя.

Пиковое потребление мощности обычно происходит в момент коммутации (включения) устройств с индуктивной нагрузкой. Такой тип нагрузки имеет много бытовых устройств с электродвигателями (фены, пылесосы, холодильные установки), а также инверторными схемами питания (телевизоры, блоки питания ноутбуков).

Вы, наверно, обращали внимание, что когда включается в розетку блок питания ноутбука, в розетке часто проскакивает сильная искра. Это действие индуктивной нагрузки.

Если в характеристиках указана только пиковая мощность, либо мощность без указания, какая она, следует руководствоваться правилом: номинальная мощность раза в два меньше. Это необходимо учитывать при выборе автомобильного преобразователя 12 в 220 В.

3. Стабильность величины выходного напряжения.

Напряжение бортовой сети автомобиля напрямую зависит от степени заряда аккумулятора. При подключении к автомобильному инвертору 12/220 В нагрузки АКБ разряжается, напряжение падает. Если в схеме преобразователя 12/220 В не предусмотрена система стабилизации выходного напряжения (это больше касается самодельных устройств), то напряжение на выходе будет «плавать».

Пониженное напряжение не так страшно, как его превышение, которое возможно, например, если вы пожелаете «подтянуть» аккумулятор, заведя двигатель автомобиля.

Обычно бытовые электроприборы выдерживают перепады напряжения от 180 до 240 Вольт, то есть в максимальных пределах около 10% от номинального. Этим параметром также следует руководствоваться при выборе автомобильного инвертора 12/220V.

4. Форма выходного напряжения.

Немаловажная характеристика. В бытовой электросети переменное напряжение 220 Вольт частотой 50 Герц имеет практически идеальную синусоидальную форму. Все преобразователи 12/220 В строятся по импульсной схеме. Форма выходного сигнала часто значительно отличается от синусоиды.

Если такие приборы, как фен, электролампа накаливания, паяльник, бритва не так чувствительны к форме сигнала, то аудиотехника, телевизоры, другие сложнобытовые устройства могут плохо работать, выйти из строя при «плохом» питающем напряжении. Поэтому при выборе автомобильного инвертора следует отдавать предпочтение моделям с правильной полной синусоидой выходного напряжения (но такие устройства стоят дороже).

5. Рассеиваемая мощность.

Редко указывается на инверторах. Обычно составляет не менее 15% от номинальной мощности. То есть, если преобразователь напряжения имеет мощность 500 Ватт, он нагревается аналогично лампе накаливания или паяльнику мощностью 70 Ватт. Согласитесь, немало.

Поэтому при работе мощного преобразователя напряжения 12 в 220 Вольт его лучше разместить на термоизолирующей прокладке (керамической плитке, металлической пластине), а не на коврике автомобиля. Также необходимо обеспечить хорошую вентиляцию устройства, не следует его заваливать посторонними предметами .

Их виды и принцип работы

Преобразователи напряжения 12/220 Вольт строятся по трем типовым схемам:

Принцип работы релейного преобразователя состоит в трансформации импульсного напряжения самокоммутируемого реле. Такие преобразователи использовались в 70-х годах прошлого века, сейчас они не применяются, так как имеют низкие параметры и надежность.

Аналоговые преобразователи напряжения представляют автогенераторы (блокинг-генераторы) с трансформаторной нагрузкой. Они просты в изготовлении, их можно сделать самому. К тому же, форма выходного сигнала приближена к синусоидальной. Стабильность параметров таких преобразователей (выходное напряжение, частота) практически «никакая». Поэтому для питания сложнобытовой техники они не годятся. Типовая схема простейшего преобразователя изображена на рисунке:

Самостоятельное изготовления такого преобразователя не требует специальных навыков. Принципиальные, монтажные схемы, пошаговые руководства по изготовлению разнообразных аналоговых преобразователей широко представлены в интернете. Следует учитывать, что такие устройства имеют низкий коэффициент полезного действия (обычно меньше 50%). Поэтому выходные транзисторы рассеивают мощность на уровне мощности на нагрузке, сильно нагреваются при работе, требуют мощных теплоотводов.

Импульсные преобразователи напряжения имеют хорошие характеристики стабильности выходных параметров, коэффициента полезного действия. Их схема содержит цифровые микросхемы. Так как принципиальная схема таких преобразователей строится по инверторному типу, часто их именуют инверторы.

Современные промышленные устройства часто оснащаются микропроцессорным управлением. Самостоятельное изготовление таких преобразователей возможно только при наличии знаний и навыков по радиотехнике. Есть радиолюбительские наборы для самостоятельного изготовления автомобильных инверторов 12/220 Вольт. Одна из таких схем изображена на рисунке:

Преобразователь 12 в 220 Вольт в машину: какой лучше выбрать из представленных на рынке — обзор вариантов

Сейчас на рынке дополнительного оборудования для автомобилей широко представлены разнообразные инверторы 12/220 Вольт. Перед их приобретением следует, прежде всего, определиться для каких целей вы будете его использовать, какие конкретные электроприборы будете подключать.

Далее необходимо подсчитать или определить мощность потребления таких устройств. Если вы планируете одновременно снабжать электроэнергией несколько устройств, мощности надо суммировать.

Как заявляет производитель, преобразователь напряжения ALCA 313100 12/220В имеет номинальную мощность 150 Вт, а пиковую — 300 Вт.

Учитывая невысокую стоимость устройства (порядка 2000 рублей), не следует рассчитывать на его европейское происхождение. Питание производится от разъема прикуривателя. В характеристиках устройства указаны максимальные входные параметры – 12В/15 Ампер. Нетрудно посчитать максимальную мощность, перемножив 12 на 15: чуть более 180 Ватт. То есть при пиковой нагрузке 300 Вт входные цепи могут не выдержать. Кроме этого, обычно прикуриватель имеет по цепи питания предохранитель номиналом 15 – 20 Ампер. Поэтому при подключении более мощных преобразователей он часто выходит из строя.

Читать еще: Ваз 2115 не работает печка прикуриватель

Вообще, не стоит выбирать модели мощных преобразователей с питанием от разъема прикуривателя: это ненадежно и опасно — может воспламениться электропроводка, не рассчитанная на мощную нагрузку!

Герметичный автомобильный инвертор Сибконтакт ИС2-12-300Г имеет номинальную мощность 300 Ватт.

Он подключается к электрооборудованию автомобиля отдельной проводкой. Лучше это сделать непосредственно от аккумуляторной батареи через предохранитель номиналом 30 – 40 Ампер.

Герметичность устройства является плюсом с точки зрения минимизации рисков попадания внутрь его влаги и посторонних предметов. Однако при этом значительно уменьшается вентиляция элементов преобразователя, при постоянной мощной нагрузке он перегревается.

Видео — обзор автомобильного инвертора Сибконтакт ИС2-12-300Г:

Такой преобразователь может обеспечить питание ноутбука, бытовых электроприборов, электродвигателей небольшой мощности. Форма выходного напряжения приближается к синусоидальной, это большой плюс.

Кроме этого, Сибконтакт ИС2-12-300Г имеет защиту от перегрузок, переполюсовки, тепловую защиту, защиту от полного разряда АКБ, режим энергосбережения. Стоимость преобразователя порядка 4000 рублей.

Более мощный автомобильный инвертор AcmePower AP-DS600 (600 Ватт) может запитывать электроинструмент небольшой мощности (лобзик, дрель и др.) Он удобен для работы в полевых условиях, проведении выездных мероприятий.

Форма сигнала выходного напряжения – модифицированная (ступенчаиая) синусоида. Имеет необходимые защиты по питанию и перегреву. КПД – более 90%, стоимость – более 4000 рублей.

AVS Energy IN-1500W мощностью 1500 Ватт предназначен для питания чуть более мощных электроустановок и оборудования.

Однако продавцы инвертора AVS Energy IN-1500W не рекомендуют долговременно нагружать устройство потребителями мощностью более 800 Ватт.

Пользователи, которые испытали работу этого инвертора также отмечают, что заявленные 1500 Вт данный автомобильный инвертор «не держит».

Видео — об автомобильном преобразователе напряжения AVS Energy IN-1500W:

Супермощный инвертор Сибвольт 3012 (3000 Ватт) предназначен для питания практически любого оборудования. Он имеет синусоидальный сигнал, соответственно, высокую стоимость – более 33000 рублей. Масса преобразователя около 7 килограммов.

В продаже есть преобразователи мощностью 5000 Ватт и более.

При работе таких устройств на максимальной мощности в цепях питания протекают токи порядка 200 – 400 Ампер. Такой ток потребляет во время запуска двигателя стартер. Поэтому провода электропитания и клеммы преобразователя должны быть не менее мощными, чем стартерные.

При токе нагрузки 250 Ампер (мощность преобразователя около 3000 ватт) аккумуляторная батарея емкостью 100 Ампер-часов разрядится минут за 20. Это следует учитывать, планируя использовать преобразователь для решения задач энергообеспечения.

Требования электробезопасности при использовании автомобильных инверторов

При использовании преобразователей 12/220 Вольт необходимо соблюдать требования электробезопасности:

внимательно проверять целостность высоковольтной электропроводки;

заземлить автомобиль при выполнении электроработ с мощными преобразователями (соединить проводом кузов авто с вбитой в землю на 60 – 80 сантиметров арматурой);

использовать электропроводку соответствующего сечения (один квадратный миллиметр сечения многожильного медного провода на 4 ампера потребляемого тока);

отключать временно неиспользуемый инвертор от питания бортовой сети автомобиля.

Читайте статью про то, как подключить телефон к магнитоле в машине и какие способы существуют.

Если скрипят новые тормозные колодки при торможении что можно попытаться сделать в таком случае.

Видео — об автомобильных инверторах 12/220V в старом выпуске программы «Главная дорога»:

Преобразователи напряжения, инверторы 12 – 220 вольт

Для работы практически всей бытовой электроаппаратуры необходимо напряжения уровнем 220 В. В случае отсутствия стационарной электросети или же в условиях напряжения слишком низкого качества удобно использовать электроэнергию от аккумуляторных батарей. Такими батареями могут быть широкодоступные автомобильные аккумуляторы. Для согласования низкого постоянного напряжения аккумулятора 12 (24) В и переменного напряжения 220 В, требуемого для питания электроаппаратуры, используют специальные DC/AC преобразователи напряжения или инверторы.

Устройство инвертора

Простейший однофазный инвертор 12 220 В состоит из силовых электронных ключей (минимум два), повышающего трансформатора и системы управления, представленной в виде генератора импульсов (рис. 1). Такой преобразователь легко собрать своими руками.

Рис.1 Принципиальная схема преобразователя напряжения 12 220 В

На рис. 1 резистор R1 и конденсатор С1 являются задающей цепочкой, от которой зависит частота выходных импульсов. N-канальные полевые транзисторы, работающие в противофазе, поочерёдно коммутируют трансформатор Tr2 с источником питания, создавая на выходе положительную и отрицательную полуволны. В качестве силовых транзисторов можно использовать, например, управляемые логическим уровнем IRL2505 с допустимым максимальным током 104 А или другие аналогичные ключи. Трансформатор можно использовать из блока бесперебойного питания или намотать самостоятельно.
Более сложные инверторы содержат один или несколько повышающих импульсных DC/DC преобразователей, которые поднимают уровень напряжения от 12 В до

450 В. Далее повышенное постоянное напряжение преобразуется в переменное с последующей фильтрацией. В серийных инверторах обязательной является функция защиты от перегрузки, короткого замыкания, тепловая защита.

Выбор автомобильного инвертора

Мощность. Основная характеристика инвертора – максимальная мощность в длительном режиме работы. Маломощные инверторы до 300 Вт можно питать от прикуривателя. Например, инвертор Astra 150W-USB мощностью 150 Вт конструктивно имеет всего один разъём упомянутого типа (рис. 2).

Рис.2 Инвертор Astra 150W-USB

Более мощные инверторы кроме разъёма прикуривателя обычно снабжаются клеммами для подключения непосредственно к аккумулятору (рис. 3). Прямое подключение необходимо для сохранности проводки автомобиля, которая будет значительно перегружена при питании мощной нагрузки.

Рис.3 Инвертор EnerGenie EG-PWC-034 мощностью 800 Вт

Следует напомнить, что при мощности инвертора свыше 300 Вт (например, 1 кВт) и подключенной к нему маломощной нагрузке (например, ноутбук 60 Вт) такая система будет вполне нормально работать от прикуривателя. Прямое подключение к аккумулятору требуется только в случае нагрузки, превышающей предел 300 ВТ.
Мощность инвертора следует выбирать с запасом 20%÷30%. Также следует учитывать 5÷7 кратное повышение потребляемого тока устройствами с электродвигателями в момент пуска (холодильник, электродрель).
Особое внимание следует обращать на заявленную мощность самого инвертора. Зачастую на инверторах китайского производства указывается пиковая мощность, которую преобразователь может выдержать в течении нескольких секунд.
КПД. Чем выше КПД, тем меньше потери, а значит и больше время работы устройств, подключенных через инвертор. Величину времени работы можно посчитать по формуле:
Т=U*Ih*η/P
где Т – время работы от батареи; U – напряжение аккумулятора (например 12 В); Ih ёмкость в А*час; η – КПД, P – мощность нагрузки.
При питании одинаковой нагрузки от одинаковой батареи разными инверторами с КПД 0,95 и 0,85 в первом случае время работы будет почти на 12% больше. Заявленный КПД современных инверторов не ниже 90%.
Форма выходного сигнала. Более простые инверторы имеют прямоугольную форму выходного сигнала или же форму в виде так называемой аппроксимированной синусоиды (рис. 4). Наилучшей для нагрузки является форма практически неискажённой синусоиды – сигнал с уровнем коэффициента гармоник

Итак, инвертор – необходимый элемент для построения простой системы автономного электропитания с использованием широко распространённых автомобильных аккумуляторов. Основные характеристики инвертора: мощность, КПД, форма выходного сигнала, наличие защит и сигнализация. Кроме подробно рассмотренных параметров немаловажным является гарантийный срок эксплуатации (1÷3 года) и популярность бренда на рынке электротехники.

0 0 голоса

Рейтинг статьи